• 제목/요약/키워드: solution-based thin film

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산화주석 나노선을 이용한 VOCs 센서 (VOCs(Volatile Organic Compounds) sensor using SnO2 nanowires)

  • 황인성;김선중;김윤성;주병권;이종흔
    • 센서학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.69-74
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    • 2008
  • VOCs (Volatile Organic Compound) sensors were fabricated using $SnO_2$nanowires-based thin films and its gas sensing behaviors were studied. The $SnO_2$ nanowires synthesized from a thermal evaporation process were dispersed in a solution and the sensor film was prepared by dropping the slurry on the substrate with the electrodes and an embedded heater. The gas response (Ra/Rg, Ra: resistance in air, Rg: resistance in gas) to $30{\sim}40$ ppm Benzene, Ethyl Benzene, o-xylene were in the range of $39{\sim}42$, which were significantly higher than those to 50 ppm of CO, $CH_4$ and $C_3H_8$ ($12{\sim}19$).

상변화 메모리 응용을 위한 ${Ge_1}{Se_1}{Te_2}$ 비정질 칼코게나이드 박막의 전도 록성 (Conductivity Characteristics of ${Ge_1}{Se_1}{Te_2}$ Amorphous Chalcogenide Thin Film for the Phase-Change Memory Application)

  • 최혁;김현구;조원주;정홍배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.32-33
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    • 2006
  • As next generation nonvolatile memory, chalcogenide-based phase change memory can substitute for a conventional flash memory from its high performance. Also, fast writing speed, low writing voltage, high sensing margin, low power consumption and repetition reliability over $10^{15}$ cycle shows its possibility. At our laboratory, we invented ${Ge_1}{Se_1}{Te_2}$ material to alternate with conventional ${Ge_2}{Sb_2}{Te_5}$ for improve its ability. We respect the ${Ge_1}{Se_1}{Te_2}$ material can be a solution for high power consumption problem and long time at 'set' performance. A conductivity experiment from variable temperature was performed to see reliability of repetition at read and write performance. Compare with conventional ${Ge_2}{Sb_2}{Te_5}$ material, these two materials are used as complex compound to get the finest parameter.

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AFM 부착형 초미세 다이아몬드 팁 켄틸레버의 제작 및 응용 (Fabrication of Micro Diamond Tip Cantilever for AFM and its Applications)

  • 박정우;이득우
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.395-400
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    • 2005
  • Nano-scale fabrication of silicon substrate based on the use of atomic force microscopy (AFM) was demonstrated. A specially designed cantilever with diamond tip, allowing the formation of damaged layer on silicon substrate by a simple scratching process, has been applied instead of conventional silicon cantilever for scanning. A thin damaged layer forms in the substrate at the diamond tip-sample junction along scanning path of the tip. The damaged layer withstands against wet chemical etching in aqueous KOH solution. Diamond tip acts as a patterning tool like mask film for lithography process. Hence these sequential processes, called tribo-nanolithography, TNL, can fabricate 2D or 3D micro structures in nanometer range. This study demonstrates the novel fabrication processes of the micro cantilever and diamond tip as a tool for TNL using micro-patterning, wet chemical etching and CVD. The developed TNL tools show outstanding machinability against single crystal silicon wafer. Hence, they are expected to have a possibility for industrial applications as a micro-to-nano machining tool.

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HPTS, Rudpp를 활용한 pH 및 용존산소 모니터링 시스템 연구 (Development of a pH/dissolved- oxygen Monitoring System Using HPTS and Rudpp)

  • 정동혁;정대웅
    • 센서학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.82-87
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    • 2023
  • This study proposes a pH-dissolved-oxygen monitoring system using 8-HydroxyPyrene-1,3,6-trisulfonic acid Trisodium Salt (HPTS) and tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)Ruthenium(II) chloride (Rudpp). Commercial water-quality sensors are electrochemical devices that require frequent calibration and cleaning, are subject to high maintenance costs, and have difficulties conducting measurements in real-time. The proposed pH-dissolved-oxygen monitoring system selects a thin-film sensing layer to measure the change in fluorescence intensity. This change in fluorescence intensity is based on reactions with hydrogen ions in an aqueous solution at a given pH and specific amount of dissolved oxygen. The change in fluorescence intensity is then measured using light-emitting diodes and photodiodes in response to HPTS and Rudpp. This method enables the development of a relatively small, inexpensive, and real-time measureable water-quality measurement system.

유무기 하이브리드 태양전지 적용을 위한 탠덤형 비정질 실리콘 태양전지 최적화 기술 (Optimization Amorphous Silicon Tandem Cell for an applying Inorganic-organic Hybrid Cell)

  • 박진주;유상민
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제12권3호
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    • pp.80-85
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    • 2024
  • Purpose of higher conversion efficiencies, thin-film silicon solar cells based on amorphous silicon have been developed with a multiple-stack structure to fully utilize the absorption spectrum. Microcrystalline silicon (µc-Si) is commonly used in the bottom cell of such tandem junction solar cells, offering improved conversion efficiencies. However, the requirement for a thicker absorption layer to generate sufficient photocurrent presents challenges, primarily due to the lower absorption coefficient of µc-Si, resulting in longer deposition times and greater material thickness. To address these limitations, we propose the development of inorganic-organic hybrid solar cells by integrating a-Si tandem with solution-processed organic photovoltaic cells (OPVs), using low-bandgap semiconducting polymers. The OPVs have garnered significant attention as promising candidates for next-generation photovoltaic technology. As part of this effort, we have optimized the a-Si tandem cell by exploring different materials for a tunnel recombination layer and high quality intrinsic layers. The hybrid approach combines the advantages of both inorganic and organic materials, potentially offering a pathway towards more efficient and cost-effective solar cell solutions.

빔 혹은 멤버레인 구조를 가지는 써모파일 센서의 다목적 최적설계 (The Multi-objective Optimal Design of Thermopile Sensor Having Beam or Membrane Structure)

  • 이준배;김태윤
    • 센서학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.6-15
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    • 1997
  • 이 논문은 빔의 구조를 갖거나 멤브레인의 구조를 갖는 써모파일 센서의 다목적 최적설계에 관한 연구이다. 연구대상의 써모파일 센서는 $Si_{3}N_{4}/SiO_{2}$ 박막위에 알루미늄과 다결정 실리콘을 사용하여 열전쌍을 형성하고, 박막중심부에 $RuO_{2}$를 사용하여 적외선 흡수부를 만들어 중심부와 실리콘림부 사이의 온도차이에 따른 Seebeck 효과에 의한 유기전압을 감지하는 센서를 대상으로 하였다. 최적설계의 목적함수는 센서의 감도, 검출능 (detectivity) 및 열시정수를 대상으로 하였다. 패키지를 고려하여 모델링을 하였으며, 기존의 식의 고찰에 의한 단순 설계방법이 아닌 수학적 계획법을 사용한 다목적 최적화 방법을 이용하여 최적해를 구하였다. 최종적인 최적설계 수식화에는 퍼지계획법에서 사용되는 소속함수를 정의하여 설계자가 우선적으로 신뢰할 수 있는 해를 구 할 수 있도록 하였다. 또한, 제한조건으로서 주위 온도변화에 따른 센서의 출력전압변화를 포함시켜 실제 사용되는 환경을 고려하였다.

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Study of microwave anneal on solution-processed InZnO-based thin-film transistors with Ga, Hf and Zr carrier suppressors

  • 홍정윤;이신혜;조원주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.263-263
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    • 2016
  • 최근 반도체 시장에서는 저비용으로 고성능 박막 트랜지스터(TFT)를 제작하기 위한 다양한 기술들이 연구되고 있다. 먼저, 재료적인 측면에서는 비정질 상태에서도 높은 이동도와 가시광선 영역에서 투명한 특성을 가지는 산화물 반도체가 기존의 비정질 실리콘이나 저온 폴리실리콘을 대체하여 차세대 디스플레이의 구동소자용 재료로 많은 주목받고 있다. 또한, 공정적인 측면에서는 기존의 진공장비를 이용하는 PVD나 CVD가 아닌 대기압 상태에서 이루어지는 용액 공정이 저비용 및 대면적화에 유리하고 프리커서의 제조와 박막의 증착이 간단하다는 장점을 가지기 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히 산화물 반도체 중에서도 indium-gallium-zinc oxide (IGZO)는 비교적 뛰어난 이동도와 안정성을 나타내기 때문에 많은 연구가 진행되고 있지만, 산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터가 가지는 문제점 중의 하나인 문턱전압의 불안정성으로 인하여 상용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 산화물 반도체의 불안정한 문턱전압의 문제점을 해결하기 위해 마이크로웨이브 열처리를 적용하였다. 또한, 기존의 IGZO에서 suppressor 역할을 하는 값비싼 갈륨(Ga) 대신, 저렴한 지르코늄(Zr)과 하프늄(Hf)을 각각 적용시켜 용액 공정 기반의 Zr-In-Zn-O (ZIZO) 및 Hf-In-Zn-O (HIZO) TFT를 제작하여 시간에 따른 문턱 전압의 변화를 비교 및 분석하였다. TFT 소자는 p-Si 위에 습식산화를 통하여 100 nm 두께의 $SiO_2$가 열적으로 성장된 기판 위에 제작되었다. 표준 RCA 세정을 진행하여 표면의 오염 및 자연 산화막을 제거한 후, Ga, Zr, Hf 각각 suppressor로 사용한 IGZO, ZIZO, HIZO 프리커서를 이용하여 박막을 형성시켰다. 그 후 소스/드레인 전극 형성을 위해 e-beam evaporator를 이용하여 Ti/Al을 5/120 nm의 두께로 증착하였다. 마지막으로, 후속 열처리로써 마이크로웨이브와 퍼니스 열처리를 진행하였다. 그 결과, 기존의 퍼니스 열처리와 비교하여 마이크로웨이브 열처리된 IGZO, ZIZO 및 HIZO 박막 트랜지스터는 모두 뛰어난 안정성을 나타냄을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구에서 제안된 마이크로웨이브 열처리된 용액공정 기반의 ZIZO와 HIZO 박막 트랜지스터는 추후 디스플레이 산업에서 IGZO 박막 트랜지스터를 대체할 수 있는 저비용 고성능 트랜지스터로 적용될 것으로 기대된다.

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Newly Synthesized Silicon Quantum Dot-Polystyrene Nanocomposite Having Thermally Robust Positive Charge Trapping

  • Dung, Mai Xuan;Choi, Jin-Kyu;Jeong, Hyun-Dam
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.221-221
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    • 2013
  • Striving to replace the well known silicon nanocrystals embedded in oxides with solution-processable charge-trapping materials has been debated because of large scale and cost effective demands. Herein, a silicon quantum dot-polystyrene nanocomposite (SiQD-PS NC) was synthesized by postfunctionalization of hydrogen-terminated silicon quantum dots (H-SiQDs) with styrene using a thermally induced surface-initiated polymerization approach. The NC contains two miscible components: PS and SiQD@PS, which respectively are polystyrene and polystyrene chains-capped SiQDs. Spin-coated films of the nanocomposite on various substrate were thermally annealed at different temperatures and subsequently used to construct metal-insulator-semiconductor (MIS) devices and thin film field effect transistors (TFTs) having a structure p-$S^{++}$/$SiO_2$/NC/pentacene/Au source-drain. C-V curves obtained from the MIS devices exhibit a well-defined counterclockwise hysteresis with negative fat band shifts, which was stable over a wide range of curing temperature ($50{\sim}250^{\circ}C$. The positive charge trapping capability of the NC originates from the spherical potential well structure of the SiQD@PS component while the strong chemical bonding between SiQDs and polystyrene chains accounts for the thermal stability of the charge trapping property. The transfer curve of the transistor was controllably shifted to the negative direction by chaining applied gate voltage. Thereby, this newly synthesized and solution processable SiQD-PS nanocomposite is applicable as charge trapping materials for TFT based memory devices.

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Invention of Ultralow - n SiO2 Thin Films

  • Dung, Mai Xuan;Lee, June-Key;Soun, Woo-Sik;Jeong, Hyun-Dam
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.281-281
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    • 2010
  • Very low refractive index (<1.4) materials have been proved to be the key factor improving the performance of various optical components, such as reflectors, filters, photonic crystals, LEDs, and solar cell. Highly porous SiO2 are logically designed for ultralow refractive index materials because of the direct relation between porosity and index of refraction. Among them, ordered macroporous SiO2 is of potential material since their theoretically low refractive index ~1.10. However, in the conventional synthesis of ordered macroporous SiO2, the time required for the crystallization of organic nanoparticles, such as polystyrene (PS), from colloidal solution into well ordered template is typical long (several days for 1 cm substrate) due to the low interaction between particles and particle - substrate. In this study, polystyrene - polyacrylic acid (PS-AA) nanoparticles synthesized by miniemulsion polymerization method have hydrophilic polyacrylic acid tails on the surface of particles which increase the interaction between particle and with substrate giving rise to the formation of PS-AA film by simply spin - coating method. Less ordered with controlled thickness films of PS-AA on silicon wafer were successfully fabricated by changing the spinning speed or concentration of colloidal solution, as confirmed by FE-SEM. Based on these template films, a series of macroporous SiO2 films whose thicknesses varied from 300nm to ~1000nm were fabricated either by conventional sol - gel infiltration or gas phase deposition followed by thermal removal of organic template. Formations of SiO2 films consist of interconnected air balls with size ~100 nm were confirmed by FE-SEM and TEM. These highly porous SiO2 show very low refractive indices (<1.18) over a wide range of wavelength (from 200 to 1000nm) as shown by SE measurement. Refraction indices of SiO2 films at 633nm reported here are of ~1.10 which, to our best knowledge, are among the lowest values having been announced.

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CeO2 슬러리에서 Glycine의 흡착이 질화규소 박막의 연마특성에 미치는 영향 (Effect of Glycine Adsorption on Polishing of Silicon Nitride in Chemical Mechanical Planarization Process)

  • 김태은;임건자;이종호;김주선;이해원;임대순
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.77-80
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    • 2003
  • 수용액 내에서 질화물 박막의 산화저항성 흡착 피막의 형성을 확인하기 위하여 Si$_3$N$_4$분말 표면의 glycine 흡착 거동을 조사하였다. 염기성분위기에서 glycine은 Si$_3$N$_4$ 분말 표면에 포화 흡착되었으며 이러한 흡착거동은 Si$_3$N$_4$ 박막의 경우에도 동일하게 일어날 것으로 예상되었다. Glycine을 첨가한 CeO$_2$ 슬러리를 제조하고 PH에 따른 Si$_3$N$_4$와 SiO$_2$ 박막의 연마시험을 수행하여 연마율은 감소하고 선택비는 증가하는 것을 확인하였다. 실험에서 얻은 최대 선택비는 pH=12에서 35 이상이었다. 이는 염기성 분위기에서 glycine이 해리하여 막 표면에 화학흡착하고 산화와 용해를 억제함으로써 연마율을 낮추고 선택비 향상에 기여하였기 때문으로 판단된다. 아미노산 계열의 첨가제를 CeO$_2$계 CMP용 슬러리에 적용하는 경우 산화물/질화물 박막의 선택비를 향상시키는데 효과적임을 확인하였다.